De la ficción a la realidad

Sorprendentemente, esto no es una invención de los guionistas, ya que este suceso se da naturaleza.

Existen especies que comienzan siendo hermafroditas (presentan gónadas tanto potencialmente masculinas como femeninas) terminan definiéndose como machos o hembras en función de las condiciones ambientales. 

La determinación sexual y la epigenética 

Estrógenos y andrógenos

Para introducir el tema, comentaremos un poco algunos factores que intervienen en el proceso de determinación sexual. 

Todos nosotros somos potencialmente hembras o machos durante las primeras etapas de nuestro desarrollo embrionario, hasta que la información contenida en nuestros genes provoca que una u otra hormona (andrógenos o estrógenos).

La dosis de andrógenos y estrógenos viene definida por varios factores, como la combinación cromosómica (poseer un cromosoma X y otro Y o dos pares de cromosomas X). 

Para observar el efecto del ambiente en la determinación sexual, pondremos el ejemplo de una proteína con actividad enzimática llamada aromatasa que es capaz de "transformar" andrógenos en estrógenos. Esta aromatasa está controlada por varios factores, como la temperatura, factor que regula múltiples proteínas. Sin embargo, si el proceso de determinación del sexo fuera tan sencillo, cada cambio de temperatura haría que esta aromatasa fluctuara constantemente en su actividad. Esto llevaría a una proporción de sexos casi impredecible y en constante cambio.

El gen de la aromatasa en el pez lubina

Existen especies en las que el ambiente es el que provoca la preponderancia de una hormona frente a otra, fenómeno dirigido en gran parte por un componente epigenético. 

Un grupo de investigadores españoles en el CSIC sometieron larvas de lubina genéticamente programadas para ser hembras a temperaturas elevadas para observar el efecto sobre la actividad de la aromatasa. Al exponerlas a temperaturas elevadas, se produjo la metilación del ADN del gen de la aromatasa, silenciándolo y provocando que algunas hembras se masculinizasen. 

Lo que se observó fue que el promotor (región de ADN que actúa como una especie de "interruptor de encendido" para determinados genes) que se encarga de controlar esta aromatasa se veía significativamente alterado en condiciones de temperaturas elevadas. Esta región del ADN estaba metilada, es decir, marcada para silenciarse. Al silenciarse, este "interruptor de encendido" se inhibe y no se expresan los genes que conforman la aromatasa, y, por tanto, los niveles de andrógenos se imponen a los de estrógenos. 

Sin embargo, este ejemplo tan visual dado en peces no se puede correlacionar con el ser humano, ya que la inhibición de la aromatasa y la falta de conversión de andrógenos a estrógenos pueden tener implicaciones en el desarrollo sexual, pero no alteran directamente la determinación del sexo cromosómico. En otras palabras, si un cigoto humano tiene una combinación de cromosomas XY, se desarrollará como un hombre, independientemente de la actividad de la aromatasa.

Por ello, cabe resaltar que estos estudios de determinación sexual ambiental (environmental sex determination, ESD) en los que el sexo de un organismo se determina, no por la genética, sino por factores ambientales, han sido estudiados sobre todo en plantas, anfibios, reptiles o peces, como el caso que comentábamos anteriormente.

La epigenética y la evolución

Se sabe que los patrones de metilación (ejemplo de la lubina europea) pueden perpetuarse al menos en una generación de los descendientes, pero no se ha demostrado que dicho cambio pueda perdurar tanto como para denotar un efecto evolutivo. 

Las marcas epigenéticas son duraderas, pero al mismo tiempo no dejan de ser reversibles.  

La selección natural actúa sobre las variantes génicas de los organismos, independientemente de su estado de metilación. Por tanto, aunque el ambiente puede alterar significativamente las características de un individuo a través de procesos epigenéticos, es poco probable que estos cambios sean heredados por su descendencia y persistan en el tiempo.

Como hemos visto, el marcaje epigenético en la lubina es clave para entender cómo la temperatura ambiental influye en la determinación del sexo. Sería algo normal pensar que mecanismos análogos podrían estar presentes en especies relacionadas evolutivamente, e incluso en aquellas más distantes...

El caso del pez payaso o Amphiprion ocellaris

El pez payaso (Amphiprion ocellaris) es capaz de cambiar de sexo. 

Los peces payaso son hermafroditas secuenciales protándricos, lo que significa que comienzan como machos juveniles y pueden transformarse en hembras adultas en determinadas circunstancias. Este cambio de sexo está influenciado por la interacción social y el estatus jerárquico dentro de un grupo. Cuando la hembra dominante de un grupo desaparece, el macho dominante más grande se transforma en hembra para ocupar su lugar, lo que garantiza la continuidad reproductiva del grupo.

Aunque la base genética específica de este fenómeno no se entiende completamente, se cree que hay una combinación de factores genéticos y ambientales involucrados en la determinación del sexo en el pez payaso.